DE102015115951B4 - Stufenloses Getriebe - Google Patents

Abstract

Stufenloses Getriebe (14), umfassend:eine Ausgangswelle (15);eine primäre Scheibe (18), die mit einer Quelle von Eingangsdrehmoment verbindbar und durch diese angetrieben ist;eine sekundäre Scheibe (20), die mit der Ausgangswelle (15) verbunden ist;einen Riemen (22), wobei die primäre und sekundäre Scheibe (18, 20) jeweils zueinander gehörende Hälften mit konischen Flächen (23, 25) aufweisen, die einen Spalt (26) mit variabler Breite dazwischen definieren, in welchem der Riemen (22) angeordnet ist;einen ersten Aktor (28), der in Ansprechen auf einen primären Druck auf eine der Hälften der primären Scheibe (18) wirkt;einen sekundären Aktor (30), der in Ansprechen auf einen sekundären Druck auf eine der Hälften der sekundären Scheibe (20) wirkt; undeinen Controller (50) in Verbindung mit dem ersten und zweiten Aktor (28, 30), wobei der Controller (50) programmiert ist zum:Detektieren eines gewünschten Verhältniswechsels des stufenlosen Getriebes (14) in Ansprechen auf einen Satz Steuereingänge;dadurch gekennzeichnet , dassder Controller (50) ferner programmiert ist zum:Berechnen einer verfügbaren Verschiebekraft für den gewünschten Verhältniswechsel als eine Funktion eines Drehmomentkapazitätsverhältnisses (TCR) des stufenlosen Getriebes (14), einer primären Kraft (FP) des primären Aktors (28), einer sekundären Kraft (Fs) des sekundären Aktors (30) und eines Kalibrierungswerts (kPkS(SR, TCR)), der offline als eine Funktion eines Drehzahlverhältnisses (SR) und des Drehmomentkapazitätsverhältnisses (TCR) des stufenlosen Getriebes (14) ermittelt wird, bevor der gewünschte Verhältniswechsel ausgeführt wird;Ermitteln, ob der gewünschte Verhältniswechsel mit einer kalibrierten gewünschten Rate erreichbar ist, auf der Basis der verfügbaren Verschiebekraft, bevor der gewünschte Verhältniswechsel ausgeführt wird; undAnpassen von zumindest einem von dem primären und sekundären Druck vor einem Ausführen des gewünschten Verhältniswechsels, wenn die ermittelte kalibrierte Rate nicht erreichbar ist, was ein Übertragen eines Druckbefehls an zumindest einen von dem primären und sekundären Aktor umfasst.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung betrifft ein stufenloses Getriebe und insbesondere die Druckbereitstellung in einem stufenlosen Getriebe. Ein gattungsgemäßes stufenloses Getriebe geht der Art nach im Wesentlichen aus der US 2012 / 0 122 628 A1 hervor.
• Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die Druckschriften DE 10 2004 042 207 A1 , DE 10 2005 016 833 A1 und DE 10 2012 205 848 A1 verwiesen.
• HINTERGRUNG
• Ein stufenloses Getriebe (CVT) ist eine Art von Lastschaltgetriebe, die in der Lage ist, unendliche Variabilität zwischen ihren höchsten und niedrigsten Drehzahlverhältnissen zu erreichen. Anders als herkömmliche übersetzte Getriebe, die eine oder mehrere Planetenradsätze und mehrere rotierende und bremsende Kupplungen verwenden, um einen gewünschten diskreten Gangzustand herzustellen, verwendet ein CVT stattdessen ein System aus Scheiben mit variablem Durchmesser oder einen Variator, um in jede Stelle innerhalb eines kalibrierten Bereichs von Drehzahlverhältnissen überzugehen. Der Variator umfasst in der Regel zwei Scheiben, die über eine Kette oder einen Riemen miteinander verbunden sind. Der Riemen läuft in einem Spalt, der durch konische Flächen von zueinander gehörenden Hälften der Scheiben definiert ist. Eine der Scheiben ist in der Regel mit einer Kurbelwelle der Kraftmaschine verbunden und wirkt somit als antreibende / primäre Scheibe. Die andere Scheibe ist mit der Ausgangswelle des CVT verbunden, um als angetriebene / sekundäre Scheibe zu wirken. Ein oder mehrere Zahnräder oder Planetenradsätze könnten auf der Eingangs- und/oder Ausgangsseite des Variators verwendet werden.
• Um das Drehzahlverhältnis zu verändern, wird eine Verschiebungskraft über einen oder mehrere Aktoren auf die primäre und/oder sekundäre Scheibe aufgebracht. Die Verschiebekraft quetscht effektiv die Scheibenhälften zusammen, um die Breite des Spalts zwischen den konischen Flächen zu verändern. Eine Veränderung der Spaltgröße, die auch als der Teilungsradius bezeichnet wird, bewirkt, dass der Riemen innerhalb des Spaltes höher oder niedriger läuft. Dies wiederum verändert die effektiven Durchmesser der Scheiben und verändert infolgedessen das Drehzahlverhältnis.
• Ein CVT ist weitgehend auf Grund der Fähigkeit eines variablen Drehzahlverhältnisses und einer relativen konstruktiven Einfachheit, wie sie oben beschrieben wurde, eine relativ effiziente Getriebekonstruktion. Jedoch kann das Leistungsvermögen eines CVT unter bestimmten Gesichtspunkten weniger als optimal bleiben. Zum Beispiel vollführt ein CVT in der Regel Übergänge innerhalb seines zulässigen Bereichs von Drehzahlverhältnissen, ohne irgendetwas in der Art der physikalischen und hörbaren „Schaltrückkopplung“ zu liefern, die in der Regel einem Fahrer während eines Schaltens eines herkömmlichen Automatikgetriebes geboten wird. Gleichermaßen können manche CVT-Drehzahlverhältniswechsel im Vergleich mit einem Automatikgetriebeschalten eine ausgedehnte Zeitdauer bis zum Abschluss benötigen. Derartige Faktoren können das subjektive Ansprechvermögen und die subjektive Fahrqualität eines mit einem CVT ausgestatteten Fahrzeugs nachteilig beeinflussen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Ansprechverhalten eines CVT zu verbessern.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Diese Aufgabe wird mit einem CVT mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Hierin ist ein Fahrzeug offenbart, das eine Brennkraftmaschine, ein stufenloses Getriebe (CVT) und einen Controller umfasst. Das CVT umfasst einen Riemen, d.h. eine geschlossene Schleife aus Kautschuk oder Metall, eine Kette oder eine andere geeignete endlose Antriebsstruktur / eine Antriebsstruktur mit geschlossener Schleife, und primär und sekundäre Scheiben. Der Riemen ist in einem Spalt angeordnet, der durch konische Flächen von zueinander gehörenden Abschnitten / Hälften der Scheiben definiert ist. Die Scheibenhälften werden über einen Aktor selektiv komprimiert oder zusammengequetscht. Das CVT kann mit Leitungsdruck versorgt werden, und die primären und sekundären Aktoren können über jeweils einen primären bzw. sekundären Druck, d.h. Hydraulikfluid, das unter Druck über eine Fluidpumpe zirkulieren gelassen wird, beaufschlagt werden.
• In einer Beispielausführungsform sind der Leitungsdruck und der sekundäre Druck gleich, so dass jede Zunahme des Leitungsdrucks eine gleiche Zunahme des sekundären Drucks erfordert. Somit muss der primäre Druck für die primäre Scheibe verändert werden, um in einer solchen Ausführungsform ein gegebenes Übersetzungsverhältnis aufrecht zu erhalten. In einer alternativen Ausführungsform werden der primäre und sekundäre Druck unabhängig vom Leitungsdruck eingestellt. Beide Ausführungsformen können über das hierin ausgeführte Verfahren gehandhabt werden.
• Allgemein ausgedrückt führt der Controller im Voraus aufgezeichneten Code oder Logik aus, um eine Verschiebekraft des CVT bereitzustellen, bevor ein gewünschter Übersetzungsverhältniswechsel ausgeführt wird. Das heißt eine kalibrierte Dauer vor dem Erreichen einer kalibrierten Verschiebungslinie, d.h. kurz bevor das CVT beginnt, ein Verschieben oder einen Drehzahlverhältniswechsel in ein gewünschtes Drehzahlverhältnis auszuführen, ermittelt der Controller, ob der gewünschte Drehzahlverhältniswechsel unter existierenden Druckbedingungen mit einer kalibrierten Änderungsrate erreichbar ist. Das gewünschte Drehzahlverhältnis kann durch Steuerparameter, wie etwa Fahrzeuggeschwindigkeit, vorhandene Drehmomentanforderung, angeforderter Gangzustand und dergleichen ermittelt werden, wie es in der Technik bekannt ist. Wenn die verfügbare Verschiebekraft unzureichend ist, sucht der Controller nach einer kalibrierten primären und sekundären Kraftbeziehung für das CVT, die gesteuert wird, um zu ermitteln, ob ein Betrieb unter einem höheren oder niedrigeren Drehmomentkapazitätsverhältnis zulassen würde, dass der Verhältniswechsel mit der gewünschten Rate auftreten kann. Wenn dies der Fall ist, passt der Controller die primären und/oder sekundäre Drücke vor dem Drehzahlverhältniswechsel an und fährt mit dem Drehzahlverhältniswechsel fort.
• In einer Beispielausführungsform umfasst das Fahrzeug eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle. Das Fahrzeug umfasst ferner einen Controller und ein CVT. Das CVT weist eine Ausgangswelle, eine primäre Scheibe, die mit der Kurbelwelle verbunden und durch diese angetrieben ist, eine sekundäre Scheibe, die mit der Ausgangswelle verbunden ist, und einen Riemen auf. Die primäre und sekundäre Scheibe weisen jeweils zueinander gehörende Hälften mit konischen Flächen auf, die einen Spalt mit variabler Breite definieren, wobei der Riemen in dem definierten Spalt angeordnet ist. Das CVT umfasst auch einen ersten und zweiten Aktor, die auf eine jeweilige der Hälften der primären und sekundären Scheibe wirken, wobei der primäre und sekundäre Aktor auf den jeweiligen primären und sekundären Druck ansprechen.
• Der Controller, der mit dem ersten und zweiten Aktor in Verbindung steht, ist programmiert, um einen gewünschten Verhältniswechsel des CVT in Ansprechen auf einen Satz Steuereingänge zu detektieren. Der Controller ist auch programmiert, um eine verfügbare Verschiebekraft für den gewünschten Verhältniswechsel zu berechnen und auf der Basis der berechneten verfügbaren Verschiebekraft zu ermitteln, ob der gewünschte Verhältniswechsel mit einer kalibrierten gewünschten Rate erreichbar ist. Der Controller passt den primären und/oder sekundären Druck an, wenn die ermittelte kalibrierte Rate nicht erreichbar ist, was erfolgen kann, indem ein Druckbefehl an zumindest einen von dem primären und sekundären Aktor übertragen wird.
• Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der vorliegenden ausführlichen Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 ist eine schematische Darstellung eines Beispielfahrzeugs, das eine Brennkraftmaschine und ein stufenloses Getriebe (CVT) aufweist, das wie hierin ausgeführt gesteuert wird.
• 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Verhältniswechsel und zugehörige primäre und sekundäre Druckbefehle während eines Beispielverhältniswechsels des in 1 gezeigten CVT beschreibt.
• 3 ist ein Flussdiagramm, das eine Beispielausführungsform zum Bereitstellen des primären und sekundären Drucks in dem CVT des in 1 gezeigten Fahrzeugs beschreibt.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen überall in den unterschiedlichen Figuren gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, ist in 1 ein Beispielfahrzeug 10 schematisch gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst eine drehmomenterzeugende Einrichtung 12, die als eine Brennkraftmaschine (E) gezeigt ist, die aber auch als eine elektrische Maschine oder andere geeignete Einrichtung ausgeführt sein kann, die betreibbar ist, um Ausgangsdrehmoment zu erzeugen. Zur Konsistenz bei der Veranschaulichung wird die drehmomenterzeugende Einrichtung 12 hierin nachstehend als eine Kraftmaschine 12 beschrieben, ohne den Umfang auf eine solche Konstruktion zu beschränken.
• Das Fahrzeug 10 umfasst auch ein stufenloses Getriebe (CVT) 14 und einen Controller (C) 50. Wie es nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ausgeführt wird, ist der Controller 50 programmiert, um proaktiv Druckniveaus für das CVT 14 vor einem bevorstehenden Drehzahlverhältniswechsel oder einer Gangverschiebung CVT 14 in ein gewünschtes Drehzahlverhältnis gemäß einem Verfahren 100 zu erhöhen oder bereitzustellen. Ein Vorteil des Verfahrens 100 ist, dass Leitungsdruck (Pfeil P_L) für das CVT 14 nicht modifiziert wird, es sei denn, bis ein erwarteter Drehzahlverhältniswechsel ansteht, wodurch geholfen wird, die Gesamtantriebsstrangeffizienz zu bewahren. Es kann auch ein schnellerer Drehzahlverhältniswechsel bezüglich herkömmlicher CVT-Regelungsverfahren genossen werden.
• Die Kraftmaschine 12 von 1 umfasst eine Ausgangswelle / Kurbelwelle 13. Die Kurbelwelle 13 ist mit dem CVT 14 verbunden, das wiederum eine Ausgangswelle 15 umfasst. Die Ausgangswelle 15 liefert schließlich Ausgangsdrehmoment (Pfeil T_o) an einen Satz Antriebsräder 16 des Fahrzeugs 10. Das CVT 14 umfasst eine primäre Scheibe 18, die mit der Kurbelwelle 13 verbunden und durch diese angetrieben ist, eine sekundäre Scheibe 20, die mit der Ausgangswelle 15 verbunden ist, und einen Riemen 20. Der Begriff „Riemen“, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf jede geschlossene / endlose Schleife aus Kautschuk und/oder Metall, die geeignet ist, um Drehmoment von der primären Scheibe 18 auf die sekundäre Scheibe 20 zu übertragen, was eine Schleife einer Kette oder eines herkömmlichen Kautschuk- und Metall-CVT-Antriebsriemens umfasst. Die jeweilige primäre und sekundäre Scheibe 18 und 20 weisen jeweils zueinander gehörende Hälften 19 bzw. 21 mit jeweiligen konischen Flächen 23 und 25 auf, wobei ein Spalt 26 mit variabler Breite definiert wird. Der Riemen 22 ist in dem Spalt 26 angeordnet und läuft auf den konischen Flächen 23 und 25, wenn die Kraftmaschine 12 die primäre Scheibe 18 mit Kraftmaschinen-Drehzahl (N_E) beaufschlagt, was somit als eine Eingangsdrehzahl (Pfeil ω_P) für die primäre Scheibe 18 wirkt. Die sekundäre Scheibe 20 rotiert mit einer Drehzahl (Pfeil ω_S).
• Wie es in der Technik gekannt ist, kann die Breite des Spaltes 26 über eine Bewegung der zueinander gehörenden Hälften 19 und /oder 21 verändert werden, um das Drehzahlverhältnis des CVT 14 zu wechseln. Deshalb umfasst das Fahrzeug 10 von 1 einen jeweiligen ersten und zweiten Aktor 28 und 30, die auf einen jeweiligen primären und sekundären Druck (Pfeile P_P bzw. P_S) ansprechen, um die jeweilige primäre und sekundäre Scheibe 18 und 20 zusammenzudrücken. Eine Beispielausführungsform des ersten und zweiten Aktors 28 und 30 umfasst ein Hydraulikkolben-/Zylindersystem, obwohl andere Linearaktoren, wie etwa elektromechanische Einrichtungen oder pneumatische Kolben, verwendet werden können.
• Der erste Aktor 28 wirkt auf eine bewegbare der zueinander gehörenden Hälften 19 der primären Scheibe 18 in Ansprechen auf das Aufbringen des primären Drucks (Pfeil P_P). Gleichermaßen wirkt der zweite Aktor 30 auf eine bewegbare der zueinander gehörenden Hälften 21 der sekundären Scheibe 20 in Ansprechen auf den sekundären Druck (Pfeil Ps). Leitungsdruck (Pfeil P_L) kann wie gezeigt an das CVT 14 über eine Fluidpumpe 32 geliefert werden, wobei die Fluidpumpe 32 Fluid 33, wie etwa Öl, aus einem Sumpf 34 zieht und das Fluid 33 zu dem CVT 14 über Schläuche, Fittinge und eine andere geeignete Fluidleitung (nicht gezeigt) umwälzt. In einer möglichen Ausführungsform ist der Leitungsdruck (Pfeil P_L) gleich dem sekundären Druck (Ps). Jedoch können andere Ausführungsformen in Betracht gezogen werden, in welchen der primäre und sekundäre Druck (Pfeile P_P bzw. Ps) unabhängig von Leitungsdruck (Pfeil P_L) sind.
• Der Controller 50 kann als eine oder mehrere Computereinrichtungen mit Speicher (M) ausgestaltet sein. Der Controller 50 kann Hardware-Bauteile, wie etwa einen Prozessor (P), Schaltung, die ein Zeitglied, einen Oszillator, Analog/Digital-(A/D-)-Schaltung, Digital/Analog-(D/A-)Schaltung), einen digitalen Signalprozessor oder jegliche notwendige Eingabe/Ausgabe-(E/A-)Einrichtungen und andere Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltung umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Speicher (M) kann greifbaren, nicht vorrübergehenden Speicher, wie etwa Nur-Lese-Speicher (ROM), z.B. magnetischen, Solid-State-/Flash-, und/oder optischen Speicher sowie ausreichende Mengen an Direktzugriffspeicher (RAM), elektrisch löschbaren, programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) und dergleichen umfassen. Das Verfahren 100 kann im Speicher (M) aufgezeichnet sein und von dem Prozessor (P) bei der Gesamtsteuerung des Fahrzeugs 10 ausgeführt werden.
• Der Controller 50, der mit dem ersten und zweiten Aktor 28 und 30 in Verbindung steht, empfängt einen Satz Steuereingänge (Pfeil CC_I) als Teil des Verfahrens 100, das nachstehend beschrieben wird. Die Steuereingänge (Pfeil CC_I) können die Eingangsdrehzahl (ω_P) in das CVT 14, d.h. eine Drehzahl der primären Scheibe oder der Kurbelwelle 13, wie sie von einem Drehzahlsensor gemessen wird, oder als eine aufgezeichnete Kraftmaschinen-Drehzahl von einer Kraftmaschinensteuereinheit (nicht gezeigt), und eine Ausgangsdrehmomentanforderung (Pfeil T_REQ) umfassen. Wie es in der Technik bekannt ist, wird die Ausgangsdrehmomentanforderung (Pfeil T_REQ) durch Handlungen eines Fahrers des Fahrzeugs 10 bestimmt, z.B. über die vorliegende Gasgabeanforderung, Bremsniveaus, Gangzustand und dergleichen. In einer anderen Ausführungsform kann das Fahrzeug 10 eine oder mehrere optionale Schaltwippen 35, die gestrichelt gezeigt sind, umfassen, so dass ein Fahrer des Fahrzeugs 10 ein Schalten über ein Antippen von einer der Schaltwippen 35 anfordert. Bei einer solchen Konstruktion erzeugt die Bewegung der Schaltwippen 35 ein Schaltanforderungssignal (Pfeil RS) als Teil des Satzes Steuereingänge (Pfeil CC_I).
• Der Controller 50 von 1 detektiert auch einen gewünschten Verhältniswechsel des CVT 14 in Ansprechen auf die Steuereingänge (Pfeil CC_I) und ermittelt eine erforderliche Verschiebekraft zum Erreichen des gewünschten Verhältniswechsels mit einer kalibrierten Rate. Wie es nun unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert wird, passt der Controller 50 schließlich den primären und/oder sekundären Druck (Pfeile P_P, Ps) jedes Mal dann an, wenn die kalibrierte Rate nicht erreichbar ist, d.h. wenn die gegenwärtige verfügbare Verschiebekraft unzureichend ist, wobei dies durch Übertragen eines Druckbefehls (Pcc) an den primären und / oder sekundären Aktor 18 und 20 erfolgt.
• Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Zeitablaufdiagramm eines Beispielsatzes von Schaltparametern 40 für einen Beispielübersetzungsverhältniswechsel des in 1 gezeigten CVT 14 gezeigt. Die Zeit (t) ist auf der horizontalen Achse aufgetragen, während das Drehzahlverhältnis (SR) und die Drücke (P_X) auf der vertikalen Achse aufgetragen sind. Linienzug 42 stellt das Drehzahlverhältnis (SR) dar, wie es von einem ersten Verhältnis (R1) zu einem zweiten Verhältnis (R2) wechselt. Linienzüge P_P und P_S stellen den jeweiligen primären und sekundären Druck dar, wie es oben beschrieben wurde. Der Controller 50 arbeitet von t₀ bis t₁ in dem ersten Verhältnis (R1), z.B. 0,5. Wenn sich das CVT 14 einer Verschiebungslinie bei t₁ annähert, bei welcher der Verhältniswechsel in das zweite Verhältnis R2 gewöhnlich beginnen würde, ermittelt der Controller 50 effektiv, ob gegenwärtig eine ausreichende Verschiebekraft verfügbar ist, um eine kalibrierte Verhältniswechselrate zu erreichen, die nachstehend als R dargestellt ist. In 2 gibt Linienzug 43 eine Trajektorie an, die einer Verhältniswechselrate entspricht, die relativ zu einer kalibrierten Zielrate für das Verschieben zu langsam ist.
• Wenn die verfügbare Verschiebekraft unzureichend ist, stellt der Controller 50 den primären und/oder sekundären Druck (P_P, P_S) bei t_t gemäß dem Verfahren 100 über die Druckbefehle (Pfeil Pcc) von 1 bereit und beginnt das Verschieben bei t₂. Das Verschieben endet bei t₃ im Gegensatz zu t₄ bei dem Beispielverschieben von 2 ohne das Verfahren 100. Der Controller 50 kann dann den primären und sekundären Druck (P_P, P_S) nach t₄ auf einen stationären Druck verringern, der notwendig ist, um den neuen Gangzustand für einen optimalen Wirkungsgrad aufrecht zu halten. Leitungsdruck (Pfeil P_L), der schließlich den primären und sekundären Druck (P_P, Ps) liefert, wird somit nicht erhöht, es sei denn bis ein solcher Druck tatsächlich auf einem höheren Niveau benötigt wird. Eine Ausführungsform, die den obigen Ansatz veranschaulicht, wird nun unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
• Verfahren 100 von 3 beginnt mit Schritt 102, bei dem der Controller 50 von 1 die Rate Ṙ_AVAIL berechnet, mit welcher das CVT-Verhältnis gegenwärtig in ein gewünschtes Verhältnis angesichts der verfügbaren Verschiebekraft gewechselt werden kann: $${\dot{R}}_{\text{AVAIL}}=k\left(\text{SR},{\mathrm{\omega }}_p\right)\cdot F_{\text{exist}}$$

  

  wobei k ein kalibrierter Änderungsratenkoeffizient ist und SR das gegenwärtige Drehzahlverhältnis ist, $\frac{{\mathrm{\omega }}_{\text{S}}}{{\mathrm{\omega }}_{\text{p}}}.$

  

  
  F_exist kann mathematisch wie folgt ermittelt werden: $$\lfloor {\text{F}}_{\text{p}}-{\text{k}}_{\text{p}}{\text{k}}_{\text{S}}\left(\text{SR},\text{TCR}\right){\text{F}}_{\text{S}}\rfloor$$

  

  wobei TCR das Drehmomentkapazitätsverhältnis ist, F_P die primäre Kraft ist, F_S die sekundäre Kraft ist und k_Pk_S (SR, TCR) ein Kalibrierungswert ist, der offline für das besondere in dem Fahrzeug 10 verwendete CVT 14 ermittelt, modelliert oder auf andere Weise ermittelt wird. Zum Beispiel könnte k_Pk_S offline als Funktion des Drehzahlverhältnisses (SR) und des TCR wieder für ein gegebenes Modell oder eine gegebene Konstruktion des CVT 14 ermittelt werden. Andere Werte als SR und TCR, wie etwa Eingangsdrehmoment, Eingangsdrehzahl, Temperatur und dergleichen, können verwendet werden, um k_Pk_S zu ermitteln, und daher ist die obige Formel nicht einschränkend.
• Mit Bezug auf die primäre Kraft (FP) und die sekundäre Kraft (FS) weisen solche Kräfte, wie es in der Technik bekannt ist, in einem typischen Kolbensystem mehrere Komponenten auf. Zum Beispiel: $${\text{F}}_{\text{P}}={\text{P}}_{\text{P}}{\text{A}}_{\text{P}}+{\text{F}}_{\text{P}\text{,CENT}}$$

  

  wobei P_P die Druckkraft auf den primären Aktor, z.B. einen Hydraulikkolben ist, AP die Querschnittsfläche des Kolbens ist, und F_P,CENT die Zentrifugalkraft ist, die auf den Hydraulikkolben wirkt. Die gleichen Komponenten können beim Berechnen des sekundären Drucks betrachtet werden, mit einer zusätzlichen Komponente einer kalibrierten Federkraft (F_SP), d.h.: $${\text{F}}_{\text{S}}={\text{P}}_{\text{S}}{\text{A}}_{\text{S}}+{\text{F}}_{\text{S}\text{,CENT}}+{\text{F}}_{\text{SP}}$$

  
• Bei Schritt 103 vergleicht der Controller 50 von 1 als Nächstes die berechnete verfügbare Rate Ṙ_AVAIL von Schritt 102 mit einer kalibrierten gewünschten Rate Ṙ_DES, um zu ermitteln, ob der Verhältniswechsel gegenwärtig mit der gewünschten Rate erfolgen kann. Wenn die verfügbare Rate die kalibrierte gewünschte Rate übersteigt, wird ermittelt, dass die verfügbare Verschiebekraft ausreichend ist, um das gewünschte Verschieben abzuschließen. Als ein Ergebnis einer solchen Ermittlung durch den Controller 50 schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 104 fort. Das Verfahren 100 schreitet ansonsten zu Schritt 105 fort.
• Schritt 104, der erreicht wird, sobald der Controller 50 von 1 ermittelt, dass die verfügbare Verschiebekraft bereits bei 103 ausreichend ist, umfasst, dass die Gangverschiebung oder der gewünschte Übersetzungsverhältniswechsel auf die typische Weise abgeschlossen wird (COMP GS), indem der erforderliche primäre und sekundäre Druck (P_P, P_S) an den ersten und zweiten Aktor 28 und 30 von 1 abgegeben wird, um den Verhältniswechsel zu bewirken. Das Verfahren 100 beginnt bei Schritt 102 erneut.
• Bei Schritt 105 umfasst das Verfahren 100 ein Erhöhen des erforderlichen Leitungsdrucks (P_L), des primären Drucks (P_P) und des sekundären Drucks (P_S) zum Erreichen der erforderlichen Verschiebekraft (F_REQ). Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 106 fort, wenn die berechneten Drücke angewandt werden.
• Schritt 106 umfasst ein Ermitteln, ob das kalibrierte gewünschte Verhältnis (R_DES) von Schritt 103 erreicht worden ist. Zum Beispiel kann Schritt 106 ein Messen des Ist-Verhältnisses (R_M) und ein Ermitteln, ob das kalibrierte gewünschte Verhältnis gleich dem gemessenen Verhältnis ist, umfassen. Schritt 106 wird in einer Schleife mit Schritt 105 fortgesetzt, bis das kalibrierte gewünschte Verhältnis erreicht ist, an welchem Punkt das Verfahren 100 zu Schritt 108 fortschreitet.
• Schritt 108 umfasst ein Abschließen des Gangverschiebens (COMP GS), das bei Schritt 105 eingeleitet wurde, und verringert dann Drücke auf ein kalibriertes stationäres Niveau, wie es oben angegeben wurde.
• Unter Verwendung des oben ausgeführten Verfahrens 100 kann der Controller 50 Verhältnisratenbeschränkungen angehen, die aufgrund von Druckbedingungen in dem Fahrzeug 10 von 1 vorhanden sein können. Der Controller 50, wenn er gemäß der vorliegenden Offenbarung programmiert ist, kann die Bedingungen der Pumpe 32 und / oder anderer Drucksystemkomponenten und die Charakteristiken jeglicher Variatorkomponenten des CVT 14 koordinieren, um einen gewünschten Verhältniswechsel zu ermöglichen. Der Antriebsstrangwirkungsgrad wird bewahrt, indem der Leitungsdruck (Pfeil P_L) oder die primären / sekundären Drücke P_P, P_S nicht verändert werden, bis ein erwartetes simuliertes Gangschalten ansteht.

Claims (5)

1. Stufenloses Getriebe (14), umfassend: eine Ausgangswelle (15); eine primäre Scheibe (18), die mit einer Quelle von Eingangsdrehmoment verbindbar und durch diese angetrieben ist; eine sekundäre Scheibe (20), die mit der Ausgangswelle (15) verbunden ist; einen Riemen (22), wobei die primäre und sekundäre Scheibe (18, 20) jeweils zueinander gehörende Hälften mit konischen Flächen (23, 25) aufweisen, die einen Spalt (26) mit variabler Breite dazwischen definieren, in welchem der Riemen (22) angeordnet ist; einen ersten Aktor (28), der in Ansprechen auf einen primären Druck auf eine der Hälften der primären Scheibe (18) wirkt; einen sekundären Aktor (30), der in Ansprechen auf einen sekundären Druck auf eine der Hälften der sekundären Scheibe (20) wirkt; und einen Controller (50) in Verbindung mit dem ersten und zweiten Aktor (28, 30), wobei der Controller (50) programmiert ist zum: Detektieren eines gewünschten Verhältniswechsels des stufenlosen Getriebes (14) in Ansprechen auf einen Satz Steuereingänge; dadurch gekennzeichnet , dass der Controller (50) ferner programmiert ist zum: Berechnen einer verfügbaren Verschiebekraft für den gewünschten Verhältniswechsel als eine Funktion eines Drehmomentkapazitätsverhältnisses (TCR) des stufenlosen Getriebes (14), einer primären Kraft (F_P) des primären Aktors (28), einer sekundären Kraft (Fs) des sekundären Aktors (30) und eines Kalibrierungswerts (k_Pk_S(SR, TCR)), der offline als eine Funktion eines Drehzahlverhältnisses (SR) und des Drehmomentkapazitätsverhältnisses (TCR) des stufenlosen Getriebes (14) ermittelt wird, bevor der gewünschte Verhältniswechsel ausgeführt wird; Ermitteln, ob der gewünschte Verhältniswechsel mit einer kalibrierten gewünschten Rate erreichbar ist, auf der Basis der verfügbaren Verschiebekraft, bevor der gewünschte Verhältniswechsel ausgeführt wird; und Anpassen von zumindest einem von dem primären und sekundären Druck vor einem Ausführen des gewünschten Verhältniswechsels, wenn die ermittelte kalibrierte Rate nicht erreichbar ist, was ein Übertragen eines Druckbefehls an zumindest einen von dem primären und sekundären Aktor umfasst.
2. Stufenloses Getriebe (14) nach Anspruch 1, wobei der Satz Steuereingänge eine Eingangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes (14) und eine Ausgangsdrehmomentanforderung des stufenlosen Getriebes (14) umfasst.
3. Stufenloses Getriebe (14) nach Anspruch 1, wobei der Satz Steuereingänge ein angefordertes Verschiebesignal von einem Satz Schaltwippen (35) umfasst.
4. Stufenloses Getriebe (14) nach Anspruch 1, wobei der erste Aktor (28) ein Hydraulikkolben ist, und wobei der Controller (50) programmiert ist, um eine Zentrifugalkraft, die auf den Hydraulikkolben wirkt, zu berechnen und die verfügbare Verschiebekraft als eine Funktion der berechneten Zentrifugalkraft zu ermitteln.
5. Stufenloses Getriebe (14) nach Anspruch 1, wobei der sekundäre Aktor (30) eine Federkraft aufweist, und wobei der Controller (50) programmiert ist, um die verfügbare Verschiebekraft als eine Funktion der Federkraft des sekundären Aktors (30) zu ermitteln.

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